Справочник автора/Анатомия и медицина/Нейроинтерфейсы
Пишете про ближайшее будущее? Что ж, давайте посмотрим, что у нас уже есть на настоящий момент.
Основы[править]
Возбуждённый нейрон генерирует импульсы, частота (не амплитуда) которых меняется по мере увеличения возбуждения. Соответственно, они передаются другим нейронам. Поскольку они носят электрохимический характер, их можно как зарегистрировать микровольтметром, так и сымитировать при помощи электрода.
Научно-исследовательское оборудование[править]
Бионический глаз[править]
Своего рода символ, веха. В нынешний момент существуют очень примитивные приближения. Часть из них вообще работает только при сохранившейся сетчатке и возбуждает её, более радикальные системы пытались внедрять прямо электродами в затылочную область (предположительно — в шпорную борозду, как было точно — автор не помнит).
Проблемы:
- Глазной нерв — по сути, часть мозга. Огромный нейронный жгут. Подключиться к такой наноконструкции крайне сложно, а число каналов в нём огромно. Электроды приходится раскидывать прямо по зрительной коре, где есть хоть какой-то простор для манёвра.
- Живые ткани на то и живые, чтобы «в штыки» воспринимать инородное тело. А рубцовая ткань, которой обрастают электроды, хорошей работе не способствует.
- Зрение — процесс с обратной связью. On- и Off-поля передают информацию при конкретном положении глаза, это почти что ничто. Глаз постоянно шевелится (этот процесс называется саккадами и микросаккадами), «сканируя» окружающий мир. Т. е. для хоть какой-то работы искусственного глаза необходимо как-то перехватывать информацию о саккадах (если сохранились мышцы глазного яблока, способные ворочать непосредственно камеру или стеклянный протез, положение которого легко оцифровать — то ещё куда ни шло; в противном случае придётся считывать сигналы с нервов, управляющих этими мышцами).
Учитывая то, что топовые системы имеют максимум пару сотен линий, а саккады вообще игнорируют — легко понять, почему человек с ними видит чуть лучше, чем сквозь печную заслонку. Максимум может отличить дверной проём от стены, если операция была очень удачной.
Перспективы, на заметку тем, кто хочет писать правдоподобно:
- Нанотехнологии. В конце концов, на линии по производству микросхем вполне можно изготовить SRAM с выходом непосредственно с каждой ячейки на танталовую площадку, напылить изоляцию оксидом кремния, протравить окошки напротив тантала и т. д., т. е. создать микроматрицу размером X на Y, к которой можно как-то прижать срез глазного нерва.
- Метаматериалы. Какой-то из них будет способен «обмануть» организм, чтобы тот не строил вокруг него стену из рубцовой ткани. Главное, чтобы он не оказался ещё и канцерогенным!
- Грязные хаки и прочие изобретения. В конце концов, частота возбуждения на электроде может задавать уровень яркости в искомом On-поле, а амплитуда — его размер (т. е. электрический сигнал ощущается одним ближайшим нейроном либо доходит до его соседей, главное — чтобы от чрезмерной амплитуды не поплохело самому ближнему). Мозг поймёт, мозг вообще невероятно гибкая адаптивная система. Месяц-два и «эти странные вспышки» сложатся в новое зрение.
- Модульные системы. Провода из башки — опасно и сложно. Микросхема, которая вживлена под кожу и преобразует принятый по беспроводной связи массив данных в набор сигналов на возбуждающих электродах (заодно и выступая файрволом от возможной подачи опасных напряжений от забарахлившего оборудования) — это безопасно, просто и оставляет возможность модернизировать систему обработки изображения, вынесенную за пределы организма (совершенствовать обратную трассировку тех же саккад, например).
Искусственная рука[править]
TLDR: конечности, функционирующие как живые (плюс-минус), уже имеются в открытом доступе. Уровня супер-пупер-вундерваффе из сай-фай пока не достигли, но учёные работают над этим.